浅谈钻孔灌注桩基础水下混凝土施工的常见问题及处理方法.doc

浅谈钻孔灌注桩基础水下混凝土施工的常见问题及处理方法当地基的弱土层较厚（一般指4米以上），建筑物的荷载较大，采用浅埋基础不能满足强度和变形限制要求，做人工地基又没有条件或不经济时，常常采用桩基础，钻孔灌注桩基因其造价低、节省等优点，被广泛采用。我们建的大连快轨一号桥，总长1102延长米，总计51根桩基础，桩径为3.2米、2.0米两种，尝试在13-28米之间，桩基混凝土6812立方米，由于其地质情况复杂，地下水量大，设计采用了水下灌注混凝土方法。现结合我们在此桩基础水下灌注混凝土的施工体会，谈几点粗浅的质量控制方法。一、一般钻孔灌注桩的施工工艺流程测定桩位埋设护筒桩机就位钻孔（设泥浆池制备泥浆、泥浆循环清渣）清孔灌筑水下混凝土安放钢筋骨架二、钻孔灌注桩水下混凝土施工易出现的问题1、导管接送严重漏水，造成断桩。发生这种故障的后果非常严重，进水，使混凝土形成松散层次或囊体，出现浮浆夹层造成断桩，严重影响混凝土质量，导致废桩重做。2、导管轻微漏水、导管埋入混凝土太深，混凝土含砂率偏小、和易性欠佳等因素，可能造成导管的堵塞，导致浇注中断，若重新灌注浇注时，则混凝土内存在浮浆夹层，造成断桩。3、护筒外壁冒水，引起地基下沉，护筒倾斜和位移，使桩孔偏斜，无法施工。4、孔壁坍塌。施工中发生孔壁坍塌，往往都有前兆。有时是排出的泥浆中不断出现气泡，有时护筒内的水位突然下隆，这都是塌孔的迹象。如果上述问题出现，势必增加工程投资，又拖延工期，工程质量也很难达到预期的目标。钢筋笼上浮原因：（1）当混凝土灌注至钢筋笼下，若此时提升导管，导管底端距钢筋笼仅1m左右距离时，由于浇注的砼自导管流出后冲击力较大，推动了钢筋笼上浮；（2）由于砼灌注至钢筋笼且导管埋深较大时，其上层砼因浇注时间较长，已近初凝，表面形成硬壳，砼与钢筋笼有一定握裹力，如果此时导管底端未及时提到钢筋笼底部以上，混凝土在导管流出后将以一定速度向上顶升，同时也带动钢筋笼上移。防治措施：（1）灌注砼过程中，应随时掌握砼浇注标高及导管埋深，当砼埋过钢筋笼底端2-3m时，应及时将导管提至钢筋笼底端以上；（2）当发现钢筋笼开始上浮时，应立即停止浇注，并准确计算导管埋深和已浇砼标高，提升导管后再进行浇注，上浮现象即可消除。断桩与夹泥层原因：（1）泥浆过稠，增加了浇注砼的阻力，如泥浆比重大且泥浆中含较大的泥块，因此，在施工中经常发生导管堵塞、流动不畅等现象，有时甚至灌满导管还是不行，最后只好提取导管上下振击，由于导管内储存大量砼，一旦流出其势甚猛，在砼流出导管后，即冲破泥浆最薄弱处急速返上，并将泥浆夹裹于桩内，造成夹泥层；（2）灌注砼过程中，因导管漏水或导管提漏而二次下球也是造成夹泥层和断桩的原因。导管提漏有两种原因：a.当导管堵塞时，一般采用上下振击法，使混凝土强行流出，但如此时导管埋深很少，极易提漏。b.因泥浆过稠，如果估算或测砼困难，在测量导管埋深时，对砼浇注高度判断错误，而在卸管时多提，使导管提离砼面，也就产生提漏，引起断桩；（3）灌注时间过长，而上部砼已接近初凝，形成硬壳，而且随时间增长，泥浆中残渣将不断沉淀，从而加厚了积聚在砼表面的沉淀物，造成砼灌注极为困难，造成堵管与导管拔不上来，引发断桩事故；（4）导管埋得太深，拔出时底部已接近初凝，导管拔上后砼不能及时冲填，造成泥浆填入。防治方法：（1）认真做好清孔，防止孔壁坍塌；（2）尽可能提高混凝土浇注速度：a.开始浇砼时尽量积累大量砼，产生极大的冲击力可以克服泥浆阻力。b.快速连续浇注，使砼和泥浆一直保持流动状态，可防导管堵塞；（3）提升导管要准确可靠，灌注砼过程中随时测量导管埋深，并严格遵守操作规程；（4）灌注水下砼前检查导管是否漏水、弯曲等缺陷，发现问题要及时更换。三、在快轨一号桥桩基础水下混凝土施工中的质量控制措施及方法。1、为防止导管接头与导管漏水，施工中我们通过严格的事前、事中、事后控制，保证导管制作及具备以下条件：（1）足够的抗拉强度，能承受其自重和盛满混凝土的重量。（2）各节的安装接头所用的胶热及法兰的对接位置，预先试拼并作好标记，按插导管时须按试拼时的状态对号拦装，所有的法兰盘接头均须垫入5-7毫米厚的橡胶垫圈，安放时须对正放平，拧紧螺栓，严防漏水。（3）内径应一致，其误差应小于2毫米，内壁须光滑无阻，组拼后须用球塞、检查锤作通过试验。（4）最下端一节导管长度要长一些，一般为4米，其底端不得带法兰盘，以便在混凝土内。每节导管的长度要整齐统一，便于丈量长度，并作出标记和记录。（5）导管使用前做好水密性试验。导管不要埋入混凝土过深，严格控制混凝土配合比、和易性等技术指标。2、为预防孔壁坍塌，我们采用了维持护筒水位简外水位高出1.3-1.4米，操作中避免碰撞孔壁，并随时注意控制泥浆的和比重。3、为保证施工质量，水下混凝土的配合比选用要比设计强度高20%左右，坍塌度宜采用18-22厘米。4、混凝土自拦合机出料至砍球开寒时间不宜超过30分钟，施工中间每间断30分钟后，要上下串一上导管，防止混凝土失去流动性，提升导管困难，增加发生事故的可能性。在施工过程中，中途中断浇注时间不宜走过30分钟，整个桩的浇注霎时间不宜过长，尽量在8小时内完毕。5、注意灌注所需混凝土数量，一般较成孔桩径计算的大，约为设计桩径体积的1.2倍左右。为避免混凝土超灌量，要掌握好各土导的钻孔速度，在正常钻孔作业时，中途不要随便停钻，以避免扩孔导致混凝土超灌量。浇注标高就高出桩顶设计标高0.5-1.0米，以便清除浮将和消除测量误差。务必注意，不要因误测而造成短桩。志管埋入混凝土的尝试取决于浇注速度和混凝土的性质，任何时候不得小于1米，一般控制在24米内。施工中，我们注意对易发生的质量问题采取有针对性的事前、事中、事后控制措施，取得了较好地效果，未发生导管接头漏水形成浮浆夹层造成断桩，也没有出现孔壁坍塌等质量问题。